Influence of age on pelvic inlet and outlet radiographic views

Cover Page

Cite item

Abstract

Background. Unstable fractures of the posterior pelvic ring represent a pressing concern in trauma surgery. Minimally invasive osteosynthesis techniques have gained widespread acceptance in contemporary practice. Accurate radiographic visualization is a critical component for the precise and successful placement of iliosacral and transsacral screws. Obtaining and accurately interpreting X-ray images can pose challenges in specific clinical situations, particularly those involving age-related skeletal changes.

The aim of the study is to assess the influence of the patient’s age on the measures of pelvic radiographic inlet and outlet views angles for performing a sacral fracture fixation using cannulated screws.

Methods. A retrospective analysis of CT data was conducted on 106 patients with posterior pelvic ring injuries requiring cannulated screw fixation. Preoperative CT scans were reconstructed into sagittal projections. We performed construction and measurement of the true inlet angle, super-inlet angle, pelvic outlet angle, sacral concavity angle, promontory angle, S1 and S2 outlet view angles. Statistical correlation between sacral tilt angle and the patient’s age was assessed.

Results. A two-step cluster analysis divided the patient cohort into two groups with significant differences in pelvic outlet angles and age (N1 = 64, N2 = 42). Statistically significant differences were found between the two clusters in all the studied parameters: median values of true pelvic inlet angles were 27.2° [23.2-32.2] and 18.2° [11.4-26.6] respectively (p<0.001); super-inlet angles were 42.5° [39.3-47.8] and 36.2° [28.7-42.8] respectively (p<0.001); promontory angles were 128.1° [123.3-133.2] and 122.1° [115.6-129.3] respectively (p = 0.003); pelvic outlet angles were 62.6° [58.4-69.6] and 50.3° [45.9-53.5] respectively (p<0.001); S1 outlet angles were 51.8° [48.9-56.5] and 46.8° [43.1-50.2] respectively (p<0.001); S2 outlet angles were 40.8° [37.3-44.6] and 35.7° [30.9-38.6] respectively (p<0.001); the mean of the sacral concavity angles was 174.8°±10.5 and 152.1°±38.2 respectively (p<0.001); and the main age was 41.6±18.7 and 69.2±16.1 years respectively (p<0.001). A statistically significant inverse correlation between age and pelvic tilt angle (ρ = 0.534; p<0.001) was found. A novel diagnostic method for identifying sacral dysmorphism using angle measurement within the S1 bone corridor is presented. The sacrum was considered dysmorphic if the angle was equal to or less than 5°.

Conclusions. As the patient’s age increases by one year, pelvic outlet angle decreases by 26°. If pelvic inlet angles are equal to or less than 14.45°, the difficulties in visualizing S1 and S2 outlet views during surgery are to be expected. The median of angles difference before and after anterior sacral tilt correction using a coccyx pad was 9.4° with interquartile range from 7.8° to 11°. Significant anatomical variations in posterior pelvic ring structure were observed among the study cohort. Preoperative CT sagittal reconstructions allow appropriate planning of intraoperative visualization considering expected intraoperative radiographic inlet and outlet views.

About the authors

Nikita N. Zadneprovskiy

Sklifosovsky Research Institute For Emergency Medicine

Author for correspondence.
Email: zacuta2011@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4432-9022

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Faat A. Scharifullin

Sklifosovsky Research Institute For Emergency Medicine

Email: drfaat@narod.ru
ORCID iD: 0000-0001-7483-7899

Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

Alexander I. Zhukov

Sklifosovsky Research Institute For Emergency Medicine

Email: ZhukovAI@sklif.mos.ru
ORCID iD: 0000-0001-6926-6497
Russian Federation, Moscow

Tatyana G. Barmina

Sklifosovsky Research Institute For Emergency Medicine

Email: barminat@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0002-2690-7378
Russian Federation, Moscow

Pavel A. Ivanov

Sklifosovsky Research Institute For Emergency Medicine

Email: ipamailbox@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2954-6985

Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Nork S.E., Jones C.B., Harding S.P., Mirza S.K., Routt M.L.C. Percutaneous stabilization of U-shaped sacral fractures using iliosacral screws: Technique and early results. J Orthop Trauma. 2001;15(4):238-246. doi: 10.1097/00005131-200105000-00002.
  2. Routt M.L. Jr., Simonian P.T. Closed reduction and percutaneous skeletal fixation of sacral fractures. Clin Orthop Relat Res. 1996;(329):121-128. doi: 10.1097/00003086-199608000-00015.
  3. Кавалерский Г.М., Донченко С.В., Слиняков А.Ю., Черняев А.В. Малоинвазивная фиксация крестцово-подвздошного сочленения винтами. Кафедра травматологии и ортопедии. 2014;1:5-6. Kavalerskii G.M., Donchenko S.V., Slinyakov A.Yu., Chernyaev A.V. Minimally invasive fixation of the sacroiliac joint with screws. The Department of Traumatology and Orthopedics. 2014;1:5-6. (In Russian).
  4. Рунков А.В., Близнец Д.Г., Богаткин А.А. Малоинвазивная фиксация повреждений задних отделов таза. Гений ортопедии. 2013;2(2):10-15. Runkov A.V, Bliznets D.G., Bogatkin A.A. Little-invasive fixation of posterior pelvic injuries. Genij Ortopedii. 2013;2(2):10-15. (In Russian).
  5. Bishop J.A., Routt M.L. Jr. Osseous fixation pathways in pelvic and acetabular fracture surgery: osteology, radiology, and clinical applications. J Trauma Acute Care Surg. 2012;72(6):1502-1509. doi: 10.1097/TA.0b013e318246efe5.
  6. Эйдлина Е.М., Рунков А.В., Шлыков И.Л., Кузнецова Н.Л. Стандартизация рентгенографического исследования при травме таза. Вестник рентгенологии и радиологии. 2012;(6):25-29. Eidlina E.M., Runkov A.V., Shlykov I.L., Kuznetsova N.L. Standardization of X-ray study for pelvic injury. 2012;(6):25-29. (In Russian).
  7. Conflitti J.M., Graves M.L., Chip Routt M.L. Jr. Radiographic quantification and analysis of dysmorphic upper sacral osseous anatomy and associated iliosacral screw insertions. J Orthop Trauma. 2010;24(10):630-636. doi: 10.1097/BOT.0b013e3181dc50cd.
  8. Farrell E.D., Gardner M.J., Krieg J.C., Chip Routt M.L. Jr. The upper sacral nerve root tunnel: an anatomic and clinical study. J Orthop Trauma. 2009;23(5):333-339. doi: 10.1097/BOT.0b013e3181a2e419.
  9. Barber L.A., Katsuura Y., Qureshi S. Sacral fractures: A Review. HSS J. 2023;19(2):234-246. doi: 10.1177/15563316221129607.
  10. Gardner M.J., Morshed S., Nork S.E., Ricci W.M., Chip Routt M.L. Jr. Quantification of the upper and second sacral segment safe zones in normal and dysmorphic sacra. J Orthop Trauma. 2010;24(10):622-629. doi: 10.1097/BOT.0b013e3181cf0404.
  11. Близнец Д.Г., Рунков А.В., Шлыков И.Л. Профилактика осложнений фиксации задних отделов таза илиосакральными винтами. Екатеринбург; 2023. с. 41-42. Bliznets D.G., Runkov A.V., Shlykov I.L. Prevention of complications of fixation of the posterior parts of the pelvis with iliosacral screws. Ekaterinburg; 2023. р. 41-42. (In Russian).
  12. Бондаренко А.В., Круглыхин И.В., Плотников И.А., Талашкевич М.Н. Малоинвазивный остеосинтез повреждений заднего полукольца таза при политравме. Политравма. 2018;(4):37-45. Bondarenko A.V., Kruglykhin I.V., Plotnikov I.A., Talashkevich M.N. Minimally invasive osteosynthesis of pelvic ring injuries with polytrauma. Polytrauma. 2018;(4):37-45.
  13. Ziran B.H., Wasan A.D., Marks D.M., Olson S.A., Chapman M.W. Fluoroscopic imaging guides of the posterior pelvis pertaining to iliosacral screw placement. J Trauma. 2007;62(2):347-356. doi: 10.1097/01.ta.0000229789.18211.85.
  14. Ricci W.M., Mamczak C., Tynan M., Streubel P., Gardner M. Pelvic inlet and outlet radiographs redefined. J Bone Joint Surg Am. 2010;92(10):1947-1953. doi: 10.2106/JBJS.I.01580.
  15. Meinberg E.G., Agel J., Roberts C.S., Karam M.D., Kellam J.F. Fracture and dislocation classification compendium-2018. J Orthop Trauma. 2018;32 Suppl 1: S1-S170. doi: 10.1097/BOT.0000000000001063.
  16. Moed B., Kellam J., McLaren A., Tile M. Internal fixation for the injured pelvic ring. In: Fractures of the pelvis and acetabulum. 3rd ed. Lippincott Williams & Wilkins; 2003. p. 217-292.
  17. Zwingmann J., Konrad G., Mehlhorn A.T., Südkamp N.P., Oberst M. Percutaneous iliosacral screw insertion: malpositioning and revision rate of screws with regards to application technique (Navigated vs. Conventional). J Trauma. 2010;69(6):1501-1506. doi: 10.1097/TA.0b013e3181d862db.
  18. Collinge C., Coons D., Tornetta P., Aschenbrenner J. Standard multiplanar fluoroscopy versus a fluoroscopically based navigation system for the percutaneous insertion of iliosacral screws: a cadaver model. J Orthop Trauma. 2005;19(4):254-258. doi: 10.1097/01.bot.0000151821.79827.fb.
  19. Routt M., Simonian P. Posterior pelvic ring disruptions: iliosacral screws. In: Master techniques in orthopaedic surgery. Philadelphia: Lippincot-Raven; 1998. p. 595-612.
  20. Xu R., Ebraheim N.A., Robke J., Yeasting R.A. Radiologic evaluation of iliosacral screw placement. Spine (Phila Pa 1976). 1996;21(5):582-588. doi: 10.1097/00007632-199603010-00010.
  21. Day C.S., Prayson M.J., Shuler T.E., Towers J., Gruen G.S. Transsacral versus modified pelvic landmarks for percutaneous iliosacral screw placement – a computed tomographic analysis and cadaveric study. Am J Orthop (Belle Mead NJ). 2000;29(9 Suppl):16-21.
  22. Graves M.L., Routt M.L. Jr. Iliosacral screw placement: are uniplanar changes realistic based on standard fluoroscopic imaging? J Trauma. 2011;71(1):204-208. doi: 10.1097/TA.0b013e31821e842a.
  23. Mostafavi H.R., Tornetta P. 3rd. Radiologic evaluation of the pelvis. Clin Orthop Relat Res. 1996;(329):6-14. doi: 10.1097/00003086-199608000-00003.
  24. Pennal G.F., Sutherland G.O. Fractures of the pelvis (motion picture). Park Tidge: American Academy of Orthopaedic Surgeons (AAOS) Film Library; 1961.
  25. Miller A.N., Routt M.L. Jr. Variations in sacral morphology and implications for iliosacral screw fixation. J Am Acad Orthop Surg. 2012;20(1):8-16. doi: 10.5435/JAAOS-20-01-008.
  26. Eastman J.G., Routt M.L. Jr. Correlating preoperative imaging with intraoperative fluoroscopy in iliosacral screw placement. J Orthop Traumatol. 2015;16(4):309-316. doi: 10.1007/s10195-015-0363-x.
  27. Хаджиев З.Б., Гринь А.А. Диагностика, хирургическое и консервативное лечение нестабильных переломов крестца (обзор литературы). Нейрохирургия. 2023;25(1):103-112. doi: 10.17650/1683-3295-2023-25-1-103-112. Khadzhiev Z.B., Grin A.A. Diagnosis, surgical and conservative treatment of unstable sacral fractures (literature review). Russian journal of neurosurgery. 2023;25(1):103-112. (In Russian). doi: 10.17650/1683-3295-2023-25-1-103-112.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig.1. True inlet pelvic angle (a); super-inlet pelvic angle (b)

Download (37KB)
3. Fig. 2. S1 outlet view angle (а); S2 outlet view angle (b)

Download (38KB)
4. Fig. 3. Sacral concavity angle (а), promontory angle (b)

Download (35KB)
5. Fig. 4. Pelvic outlet angle (а); construction of the triangle for identifying the angle of dysmorphia of the upper sacrum in S1 (b)

Download (41KB)
6. Fig. 5. Scatter diagram characterizing the correlation between pelvic outlet angle and age with approximating curve and lines [95% CI]

Download (31KB)
7. Fig. 6. ROC curve analysis of the assessment of diagnostic value of the outcome

Download (38KB)

Copyright (c) 2024 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».